Gravitations-Rotverschiebung vs. Doppler-Rotverschiebung: Expandiert das Universum wirklich?

Ist es möglich, dass die von Edwin Hubble beobachtete Rotverschiebung wirklich von einer gravitativen Rotverschiebung herrührt und das Universum sich nicht so ausdehnt, wie er es vorhergesagt hat?

Was ich bisher zu wissen glaube ist folgendes:

  • Die Rotverschiebung aufgrund des Doppler-Effekts eines sich bewegenden Objekts tritt aufgrund der Expansion des Universums auf. Weiter entfernte Galaxien rasen schneller von uns weg als nahe bei uns und haben daher einen stärkeren Rotverschiebungseffekt.
  • Gravitations-Rotverschiebung tritt auf, weil Licht der Gravitationskraft der Quelle (Stern) „entkommt“ und hat nichts mit der Bewegung einer solchen Quelle zu tun.
Vielleicht könnten Sie angeben, was Sie bereits über den Hubble-Fluss oder die gravitative Rotverschiebung herausgefunden haben .
Zur ursprünglichen Frage hinzugefügt.
Sie haben das nicht durchdacht. Warum sollte in Ihrem Modell eine Beziehung zwischen Rotverschiebung und Entfernung bestehen? Oder anders ausgedrückt: Warum haben Objekte in ähnlichen Entfernungen, aber in entgegengesetzten Richtungen, ähnliche Rotverschiebungen?
BTW Besser über kosmologische Rotverschiebung nachdenken als aufgrund der Expansion des Universums, nicht der Bewegung von Quellen. Wellenlängen werden beim Transit gedehnt.
@ProfRob, wurden Experimente durchgeführt, um die Rotverschiebung in großen Entfernungen zu validieren, z. B. das Senden eines starken Laserimpulses zur Reflexion von einer Sonde, das Messen der Hin- und Rücklaufzeit, das Berechnen der Entfernung und der Dopplerverschiebung und das Überprüfen, ob dies alles übereinstimmt?

Antworten (2)

Letztendlich ist dies eine Anwendung von Occams Rasiermesser

Damit das Licht gravitativ rotverschoben werden kann, müsste es aus einer tiefen Gravitationsquelle kommen. Damit die in Galaxien beobachtete Rotverschiebung gravitativ ist, müsste man mehrere Dinge annehmen.

Erstens, dass die Sterne in fernen Galaxien irgendwie viel dichter sind: mehr als Neutronensterndichte. (oder möglicherweise, dass ganze Galaxien so dicht wie Neutronensterne sind.) Ein Neutronenstern hat eine Rotverschiebung von etwa z = 0,35 entfernte Galaxien haben eine Rotverschiebung von mehr als 7. Kein bekanntes Objekt hat eine solche Gravitationsrotverschiebung.

Zweitens ist die Dichte proportional zur Entfernung von uns. Versetzen uns in eine besondere Position im Universum.

Es ist viel einfacher, die Rotverschiebung als Doppler-Rotverschiebung und damit als expandierendes Universum zu interpretieren

Der Hauptgrund ist, dass die Hubble-Verschiebung nicht das ist, was Sie sehen würden, wenn die beobachtete Rotverschiebung auf das lokale Gravitationsfeld um die Quelle zurückzuführen wäre. Ich möchte jedoch darauf hinweisen, dass die Hubble-Verschiebung keine Doppler-Verschiebung ist. Die Doppler-Verschiebung hängt von der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der Quelle relativ bei der Emission relativ zum Beobachter beim Empfang ab. Die Hubble-Verschiebung hängt vom kosmologischen Skalenfaktor bei der Emission im Verhältnis zum Skalenfaktor beim Empfang ab.
Geht das nicht davon aus, dass die lokale Schwerkraft an der Emissionsquelle der einzig mögliche Gravitations-Rotverschiebungsfaktor ist? Der integrierte Sachs-Wolfe-Effekt befasst sich hauptsächlich mit CMB, bestätigt jedoch, dass Photonen jedes Mal, wenn sie einen Hohlraum passieren, einen Nettoenergieverlust erleiden. Wenn der Anteil des interstellaren und intergalaktischen Leerraums größer ist als der Anteil der Räume mit hoher Dichte, die beim Durchgang von Photonen zu einer Netto-Blauverschiebung führen, wäre es vernünftig, eine durchschnittliche Netto-Rotverschiebung im Verhältnis zur zurückgelegten Entfernung für Photonen zu erwarten, die von den meisten kommen Sterne.
@MacThule und es gibt auch Rayleigh-Streuung, die etwas dazu beitragen kann.
In Bezug auf Ockhams Rasiermesser, wenn wir diesen Weg einschlagen, ist die einfachste Lösung vielleicht keine Theorie, die die Erfindung dunkler Materie, eine unerklärliche Expansionsphase, die Erschaffung eines Universums und das Zusammenprallen von Multiversen erfordert, um etwas zu erklären. Wenn Sie so lange gehen müssen, um ein Phänomen zu erklären, ist es vielleicht an der Zeit, zu den Grundlagen zurückzukehren und alles noch einmal zu überprüfen, bevor wir Billionen Dollar ausgeben und Jahrzehnte in einem Kaninchenbau verschwenden ... Die einfachste Lösung ist, dass das Universum schon immer existiert hat in mehr oder weniger dieser Form, und die Rotverschiebung wird durch etwas verursacht, das kaum verstanden wird.

Ich wage an dieser Stelle eine Vermutung, aber die Auswirkungen der Gravitations-Rotverschiebung würden sich vielleicht ausgleichen, sodass ungefähr 50 % des Lichts von Objekten mit stärkeren Gravitationsfeldern und 50 % von schwächeren Gravitationsfeldern stammen würden. Daher würden wir blauverschobene und rotverschobene Objekte sehen, wenn die gravitative Rotverschiebung wie angenommen eine herausragende Rolle spielt.

Mit Ausnahme der lokalen Gruppe (wo sich Andromeda und wir alle aufgrund der Gravitationsbindung von M33 aufeinander zu bewegen) weisen die meisten der von uns beobachteten extragalaktischen Objekte eine Rotverschiebung auf. Daher muss der Dopplereffekt dominieren.

Die schiere Größe der Rotverschiebung von (insbesondere) Galaxien mit hoher Rotverschiebung könnte unmöglich durch eine gravitative Rotverschiebung erklärt werden, da dies exotische, viel dichtere Objekte bei hoher Rotverschiebung implizieren würde, was nicht nur erfunden, sondern auch völlig unvereinbar mit Beobachtungen ist. In diesem Szenario ist die Rotverschiebung selbst (im Gegensatz zu einer Blauverschiebung, wie Sie sagen) nicht das größte Problem. Die zunehmende Rotverschiebung mit der Entfernung ist.
@ user1991 im Gegensatz zu der dunklen Materie, die zur Erklärung der Gravitationsexpansion benötigt wird?
Gravitations-Rotverschiebung vs. Doppler-Rotverschiebung: Expandiert das Universum wirklich?
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